黔西南泥堡金矿床大型隐伏金矿体地质特征研究
2014-07-05郑禄林杨瑞东刘建中高军波李俊海
郑禄林, 杨瑞东, 刘建中, 高军波, 陈 军, 李俊海
(1. 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州贵阳 550025;2. 贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院,贵州贵阳 5500183. 贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队, 贵州贵阳 550018)
黔西南泥堡金矿床大型隐伏金矿体地质特征研究
郑禄林1, 2, 杨瑞东1, 刘建中3, 高军波1, 陈 军1, 李俊海3
(1. 贵州大学资源与环境工程学院, 贵州贵阳 550025;2. 贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院,贵州贵阳 5500183. 贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队, 贵州贵阳 550018)
泥堡金矿区Ⅲ号金矿体是近年来发现的受断裂控制的大型隐伏矿体,是泥堡金矿区找矿勘探工作的重大突破。该矿体受F1断层控制,其容矿岩石为蚀变沉凝灰岩。蚀变沉凝灰岩普遍发育粘土化、碳酸盐化,而与金矿化密切关联的蚀变类型为黄铁矿化、硅化,次为毒砂化。对泥堡金矿床产出特征进行分析发现,Ⅲ号矿体明显受构造(F1断层)、地层(P3l2)和岩性(蚀变沉凝灰岩)控制。结合矿床赋矿岩石、矿物组合和控矿因素分析,认为泥堡金矿的形成与晚二叠世沉积火山凝灰质密切相关,F1断层活动及燕山期热水(液)作用是Ⅲ号金矿体成矿的关键。通过对比分析,认为区域上车榔-泥堡-三道沟-潘家庄一线是寻找类似金矿体(断控型)的重要区域,龙潭组二段及蚀变沉凝灰岩是重要的找矿标志。
大型隐伏金矿体 卡林型金矿 地质特征 泥堡金矿床 黔西南
Zheng Lu-lin, Yang Rui-dong, Liu Jian-zhong, Gao Jun-bo, Chen Jun, Li Jun-hai. Geological features of a large concealed gold orebody in the Nibao gold deposit, southwestern Guizhou Province[J].Geology and Exploration,2014,50(4):0689-0699.
泥堡金矿位于黔西南金矿矿集区西北部,以往研究(陶平, 1999; 陈有能等, 2002; 陶平等,2002,2005;刘平等, 2006a; 陈世委等, 2013)认为,泥堡金矿(体)主要赋存于上二叠统峨眉山玄武岩组(P3β)底部凝灰岩及P3β与大厂层(P3dc)的层间滑脱构造带中,赋矿岩石以凝灰岩为主,属典型的凝灰岩型金矿床。该矿自发现以来,诸多地质工作者对其进行了大量的地质研究,内容涉及矿床地质、地球化学特征、成矿地质作用、构造与成矿的关系等。其中以陶平等(2002,2005)和刘平等(2006a,2006b,2006c)的研究工作最具系统性和代表性。陶平等(2002)研究认为,泥堡金矿床具有层控性,明显受地层、岩性及层间构造的多重控制,矿体以峨眉山玄武岩组(P3β)下部的凝灰岩型金矿体最为稳定;刘平等(2006a)对泥堡金矿地质特征研究亦表明,区内金矿体具有多层产出的特点,矿体主要产于峨眉山玄武岩(P3β)底部凝灰岩及P3β与大厂层(P3dc)间的热液喷发角砾岩中。2010年,贵州省地矿局105地质大队对泥堡金矿探矿权范围内金矿体进行了地质勘探工作,发现了受F1断层控制的大型隐伏金矿体—Ⅲ号矿体,其容矿岩石主要为蚀变沉凝灰岩,这与以往学者所认为的泥堡金矿主要产于峨眉山玄武岩底部凝灰岩层的观点明显有别。目前,对Ⅲ号矿体的研究工作开展较少。为深入了解泥堡金矿区Ⅲ号金矿体的地质特征,分析矿床成因及受控因素。本文拟对矿体的控矿因素、赋矿岩石、金赋存状态及特征、成矿机制等问题进行深入研究,以便更好地服务找矿工作。
1 区域地质背景及矿区地质特征
黔西南位于扬子陆块与华南褶皱系西段的交接部位(聂爱国等, 2008),对应的成矿系统为扬子陆块和右江盆地成矿区(陶平等, 2007)。自泥盆纪以来,黔西南地区经历了一系列的大地构造运动,在燕山运动晚期,由于地壳的伸展运动(陈本金, 2010),带来了大量的金成矿物质及成矿流体,从而在一些次级构造及有利的赋矿岩石中形成大面积中低温热液矿床(胡瑞忠等,2007),这些矿床具有典型的Au-As-Hg-Sb-Tl元素组合特征。区内金矿床(点)集中分布于被不同方向、不同期次的区域断裂(① 弥勒-师宗深断裂;② 南丹-昆仑关深断裂;③ 宾阳-个旧深断裂)所围陷的三角形之中(图1),从而构成了著名的滇黔桂“金三角”,黔西南金矿矿集区便是滇黔桂“金三角”的重要组成部分(王砚耕等, 1994)。泥堡金矿所在的晴隆-罗平金矿带主要由老万场、沙地、沙锅厂、泥堡、甘沟、老寨湾、堂上等一系列大中型矿床组成。
图1 滇黔桂“金三角”区域地质简图(据杨科佑, 1992修改)Fig.1 Geological sketch of “golden triangle zone” among Yunnan, Guizhou and Guangxi Provinces (after Yang, 1992) 1-元古宇; 2-古生界; 3-三叠系; 4-花岗岩体; 5-深断裂; 6-金矿床(矿点); 7-泥堡金矿床; Ⅰ-兴仁—安龙金矿带;Ⅱ-册亨—望谟金矿带;Ⅲ-晴隆—罗平金矿带;①-弥勒—师宗深断裂;②-南丹—昆仑关深断裂;③-宾阳-个旧深断裂;④-开远—平塘深断裂;⑤-紫云—垭都深断裂;⑥-普定—富宁深断裂;⑦-右江深断裂;⑧-文山—广南—富宁弧形深断裂;⑨-晴隆—册亨深断裂;⑩-小江 深断裂1-Proterozoic; 2-Paleozoic; 3-Triassic; 4-granitoid intrusives; 5-deep fault; 6-gold deposit(mineral occurrence); 7-Nibao gold deposit;Ⅰ-Xingren-Anlong gold belt;Ⅱ-Ceheng-Wangmo gold belt;Ⅲ-Qinglong-Luoping gold belt;①-Mile-Shizong deep fault;②-Nandan-Kunlunguan deep fault;③-Binyang-Gejiu deep fault;④-Kaiyuan-Pingtang deep fault;⑤-Ziyun-Yadu deep fault;⑥-Puding-Funing deep fault;⑦- Youjiang deep fault;⑧-Wenshan-Guangnan-Funing arc deep fault;⑨-Qinglong-Ceheng deep fault;⑩-Xiaojiang deep fault
区域内构造运动形式主要表现为地块边缘陷槽挤压和拉张的交替,它们是区域金成矿的重要地质背景,另外,右江裂隙带的产生、发展及演化也与金成矿关系密切。这两个大地构造单元交接带中不同级别的断裂构造则控制和制约了黔西南金矿矿集区和区内不同矿带(田)和矿床的形成及空间展布(杨成富等,2012)。目前,黔西南所发现的金矿床赋矿层位主要为二叠系上统及三叠系中-下统,根据金矿体的赋矿岩石类型可分为碎屑岩型金矿、不纯碳酸盐型金矿、凝灰岩型金矿。泥堡金矿被认为属于火山碎屑岩(凝灰岩)型卡林型金矿(刘巽锋等, 2001)。
1.1 地层
泥堡金矿区出露地层主要有二叠系和三叠系。其中二叠系主要产出中统茅口组,为浅水台地相碳酸盐岩;上统龙潭组岩性为细碎屑岩、煤层,是重要的赋金层位。三叠系主要出露下统永宁镇组、中统关岭组,岩性以碳酸盐岩为主。其地层特征详述如下:
(1) 上覆地层:三叠系下统永宁镇组(T1yn),岩性为浅灰、灰色中至厚层状白云岩与灰岩、泥质灰岩不等厚互层;上部夹角砾状白云岩,中部夹杂色泥岩,厚度大于135m。
(2) 含金地层:二叠系上统龙潭组(P3l)
龙潭组第三段(P3l3):岩性由灰、深灰、灰黑色薄至中厚层状粘土岩、炭质粘土岩、粉砂岩、砂岩、硅化灰岩等互层产出,夹多层石灰岩、泥灰岩,其间夹有多层煤。厚60 m~120 m。未见顶。
龙潭组第二段(P3l2):岩性以灰、深灰色薄至中厚层蚀变沉凝灰岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩及黑色薄层粘土岩、灰岩等为主。其中蚀变沉凝灰岩为区内的主要赋矿岩石,在该段的底部、中部及顶部均有金矿体产出,以中部为主,为重要含金地层之一。厚20 m~150 m。
龙潭组第一段(P3l1):岩性上部为灰、深灰及黑色沉凝灰岩与粘土岩、粉砂岩等互层;下部岩性为灰、深灰、灰绿及灰黑色中至厚层状含凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩、沉凝灰岩,常夹炭泥质及黄铁矿条带,矿化蚀变强烈地段,其下部多表现为角砾状黄铁矿化硅化含凝灰质生物碎屑砂岩、沉凝灰岩。金矿(化)体主要产于中下部,为区内含矿层位之一。厚9 m~45 m。
构造蚀变体(Sbt):是指产于P2m和P3l之间不整合界面附近的一套由区域性构造作用形成的、并经热液蚀变的构造蚀变岩石(刘建中等,2005, 2007, 2009)。本文所指Sbt包括二叠系上统大厂层(P3dc)角砾状含凝灰质次生石英岩、强硅化灰岩、硅质岩、峨眉山玄武岩组(P3β)凝灰岩及龙潭组第一段(P3l1)部分蚀变岩体。其岩性为灰、深灰色角砾状凝灰岩、沉凝灰岩及浅灰、浅紫红色角砾状强硅化灰岩、硅质岩。硅化灰岩晶洞发育,见方解石、石英晶族。它控制了Ⅳ号金矿(化)体的产出。厚19~53 m。
(3) 下伏地层:茅口组(P2m),岩性为灰色、深灰色、灰白色厚层状灰岩。厚度>100 m,未见底。
1.2 构造
泥堡金矿矿区内构造样式主要为断层和褶皱,矿区以二叠系与三叠系分界线(或F3)为界可分为北部构造区和南部构造区(图2)。北部构造区构造较复杂,主要发育有北东东向(F1、F2、F3、F4等)、北西向(F6、F11、F8、F14等)两组断层及层间断层,它们与北东东向的褶皱(二龙抢宝背斜)一起构成了矿区范围内的基本构造格架;南部构造区构造简单,为单斜地层。泥堡金矿矿区内有价值的金矿体主要产于北东东向F1断层及其上盘受牵引褶皱作用形成的二龙抢宝背斜核部的虚脱空间之中,部分金矿体也产于构造蚀变体(Sbt)中。本文仅介绍与泥堡金矿体成矿关系密切关联的二龙抢宝背斜及F1逆冲断层特征。
二龙抢宝背斜:位于F1断层南东盘,分布于石门坎-二龙抢宝一带,是区内的主要控矿构造,如产于F1断层上盘龙潭组中的Ⅵ号矿体、产于Sbt构造蚀变体中的Ⅳ号矿体。背斜轴线呈北东东向展布,西端在石门坎倾伏,东端被F1断层切割破坏止于大坝以北,区内延伸长约5 km,核部最老地层为茅口组。北西翼被F1破坏,仅出露龙潭组,地层倾角25°~45°,在靠近F1断裂带附近地层倾角大于40°,局部倒转;南东翼较完整,核部向外依次出露龙潭组、永宁镇组、关岭组,倾向130°~170°,倾角5°~28°。
F1逆冲断层:发育于二龙抢宝背斜北西翼,区内延伸长约5.5 km,北东端于红岩交于F3断层,南西端在石门坎以西附近被F6断层切错后在竹桷以南与F12断层相交。该断层在玉家坪以西走向为70°~85°,以东逐渐转为北东东(40°~20°)向,倾向南南东-南东,倾角38°~42°。北西盘(下盘)出露龙潭组二段、三段;南东盘(上盘)出露茅口组、Sbt构造蚀变体、龙潭组第一、二段和永宁镇组等。区内该断层地表露头不清晰,但根据现有钻孔揭露,其破碎带特征均十分明显,带宽一般5~50 m,最宽处可达75 m。带内压碎裂岩、碎斑岩、断层泥等各种性质构造岩并存。宏观上,能干性强的岩石以大小不等的透镜体、角砾出现,能干性弱的粘土岩类则形成构造“片岩”和断层泥,充填于透镜体、角砾之间,并将透镜体、角砾包裹。透镜体大小不一,短轴从数厘米至数十厘米,其长轴从数厘米至数米。断裂带中普遍具蚀变不均匀的黄铁矿化、硅化。该断层是在北北西与南南东向压应力作用下南东盘往北西逆冲形成,在逆冲过程中,形成了平行于断层走向的牵引褶皱—二龙抢宝背斜及其次级小褶皱。区内Ⅲ号大型隐伏金矿体产于该断层破碎带内,赋矿岩石以蚀变沉凝灰岩为主。
2 矿床地质特征
结合泥堡金矿区内金矿体产出特征,将它们划分为四种类型(图3):① 赋存于第四系地层中的氧化矿(Ⅶ号矿体);② 产于龙潭组中的层状矿体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ号矿体);③ 产于Sbt构造蚀变体中的层状矿体(Ⅳ号矿体);④ 受控于F1断层的断裂型矿体(Ⅲ号矿体)。其中Ⅲ号、Ⅳ号、Ⅶ号矿体为区内的主要矿体,特别是Ⅲ号矿体,规模最大,为泥堡金矿区的主要勘探对象。泥堡金矿矿体空间分布形态显示区域金成矿具有典型的“多层楼”成矿的特征(王砚耕,1995)。为了更直观地认识和了解泥堡金矿区的矿体产出特征及控矿因素,笔者拟从矿体展布范围、空间形态、矿体赋矿岩石及矿石组构等方面进行深入研究。
图2泥堡金矿区地质简图Fig.2 Geological map of the Nibao gold deposit 1-第四系; 2-关岭组; 3-飞仙关组; 4-永宁镇组; 5-龙潭组第三段; 6-龙潭组第二段; 7-龙潭组第一段; 8-构造蚀变体; 9- 茅口组; 10-背斜轴线; 11-断层及编号; 12-地层界线; 13-地层产状; 14-金矿床1-Quaternary; 2-Guanling Formation; 3-Feixianguan Formation; 4-Yonglingzhen Formation; 5-third member of the Longtan Formation; 6-second member of the Longtan Formation; 7-first member of the Longtan Formation; 8-structurally altered body; 9-Maokou Formation; 10-Anticline axis; 11-fault and its number; 12-stratigraphic boundary; 13-attitude of stratum; 14-gold deposit
2.1 矿体形态、产状
(1) 赋存于第四系残坡积层中的氧化矿(Ⅶ号矿体)
产于F1断层近地表出露地段的浮土及卡林型金矿体的顶部或其矿体下方的地形低洼处,为氧化矿。矿体呈透镜状、漏斗状、席状产出,垂厚0.86 m~11.16 m,品位1.00×10-6~22.55×10-6,平均1.13×10-6。
矿体容矿岩石主要为氧化后的蚀变沉凝灰岩(图4a),次为凝灰岩、粘土岩。矿石呈灰黑色、土黄色、浅黄色、灰白色,矿石较疏松,与成矿关系密切的蚀变主要是硅化、黄铁矿化,次为褐铁矿化、粘土化,其中褐铁矿化较为普遍。在见矿的岩心中局部可见石英颗粒,以及呈浸染状、细粒状分布的黄铁矿,这说明原生矿体曾遭受中低温热液蚀变。容矿岩石特征显示,Ⅶ号矿体主要受F1断层控制,次为P3l2、Sbt金矿体的风化残积-坡积产物。该金矿体的矿石特征明显体现继承了各层位的母岩特征。已完全风化成粘土、亚粘土或无蚀变的母岩,一般不含矿或见矿化而达不到金的工业要求。陶平(1999)研究结果也认为该类金矿体成矿与母岩关系密切,具有远离母岩而贫化的现象。
(2) 产于龙潭组中的层状矿体(Ⅰ、Ⅱ和Ⅵ号矿体)
Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ号矿体均呈似层状、透镜状顺层产出,产状与岩层产状基本一致。其中Ⅰ号矿体赋存于F1断层下盘龙潭组第一段(P3l1)地层中,垂厚0.80 m~4.09 m,品位1.00×10-6~4.09×10-6,平均1.18×10-6;Ⅱ号矿体赋存于F1断层下盘龙潭组第二段(P3l2)地层中,垂厚1.10 m~2.82 m,品位1.17×10-6~4.45×10-6,平均3.07×10-6;Ⅵ号矿体:赋存于F1断层上盘龙潭组第二段(P3l2)地层中,垂厚1.00 m~7.65 m,品位1.00×10-6~3.22×10-6,平均2.07×10-6。
图3 泥堡金矿床9460线地质剖面图Fig.3 Geological profile along prospecting line 9460 in the Nibao gold deposit 1-第四系; 2-关岭组; 3-龙潭组第三段; 4-龙潭组第二段; 5-龙潭组第一段; 6-构造蚀变体; 7-茅口组; 8-矿体及编 号; 9-钻孔; 10-断层及编号; 11-地层界线; 12-地层产状; 13-剖面方位角1-Quaternary; 2-Guanling Formation; 3-third member of the Longtan Formation; 4-second member of the Longtan Formation; 5-first member of the Longtan Formation; 6-structurally altered body; 7-Maokou Formation; 8-orebody and its number; 9-drill ing; 10-fault and its number; 11-stratigraphic boundary; 12-attitude of stratum; 13-section azimuth
(3) Sbt构造蚀变体中的层状矿体(Ⅳ号矿体)
产于F1断层上盘的构造蚀变体Sbt中,矿体形态与Sbt形态一致,主要呈似层状产出,垂厚0.80 m~19.61 m,品位1.00×10-6~22.55×10-6,平均3.17×10-6。
(4) 受控于F1断层的断裂型矿体(Ⅲ号矿体)
产于F1断层破碎带中,为断裂型金矿。矿体产状与断层产状其本一致,呈似层状、透镜状产出,东西两端分别交于F6与F3断层,深部向南东延伸,总体走向近北东,倾向南东,倾角25°~45°,平均35°,矿体具有膨大收缩、分支复合现象。为泥堡金矿区规模最大的金矿体,单矿体金储量已达大型规模。
目前整个断层破碎带控制的矿体走向长4084 m,倾向延伸540 m;其中以9020~10700勘探线间控制的金矿体规模最大,其走向长1680 m,倾向延伸370 m,矿体垂厚0.80~29.43 m,平均4.86 m,品位为1.00×10-6~39.65×10-6,平均2.64×10-6。Ⅲ号矿体具舒缓波状起伏,9020~10700勘探线间、矿体形态、产状相对较稳定,其间出现了3个无矿天窗。其余金矿体分布在9020~10700勘探线两侧,矿体分散零星,矿体形态、产状变化较大。
2.2 矿体赋矿岩石及围岩蚀变特征
对泥堡金矿原生矿的赋矿岩石及围岩蚀变特征进行了研究,发现区内原生金矿容矿岩石主要为蚀变沉凝灰岩、凝灰岩,次为含凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩、凝灰质次生石英岩、沉凝灰岩,再者为粉砂岩、粉砂质粘土岩及灰岩。
蚀变沉凝灰岩:为泥堡金矿区Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号矿体的主要容矿岩石。岩石以灰色、深灰色蚀变沉凝灰岩为主,同时参杂有同期的灰白色蚀变沉凝灰岩。灰白色蚀变沉凝灰岩主要呈斑点状,斑点大小不一,从几毫米至数厘米不等(图4b)。蚀变沉凝灰岩仅分布在龙潭组二段(P3l2)顶部及中部,该岩石类型在泥堡金矿区分布非常稳定。蚀变沉凝灰岩多遭受了粘土化、碳酸盐化,而含矿的蚀变沉凝灰岩除粘土化、碳酸盐化外,多具硅化、黄铁矿化,次为毒砂化,这说明后者与金矿化之间的关系更密切。此外,产于F1断层破碎带中的Ⅲ号矿体矿化蚀变比产于F1上盘的Ⅳ号矿体及产于F1下盘的Ⅱ号矿体的矿化蚀变要强烈。研究发现,破碎带中的黄铁矿多呈浸染状、星点(散)状,岩石中常见石英细脉,脉宽0.1 cm~2 cm,野外调查也发现,蚀变沉凝灰岩具星点状黄铁矿及石英细脉(脉宽呈0.1 cm~1 cm)时往往见矿效果最好。
图4 泥堡金矿床各类岩石宏观特征及显微组构Fig. 4 Photos showing macrofeatures and microscope petrofabric of rocks from the Nibao gold deposit a-氧化蚀变沉凝灰岩; b,c-蚀变沉凝灰岩; d-含凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩; e-含炭质条带凝灰岩; f-含凝灰质次生石 英岩; g,h-铸模孔隙组构(单偏光); i-粒内孔隙组构(反射光); Py-黄铁矿a-oxygenated altered sedimentary tuff; b,c-altered sedimentary tuff; d-tuffaceous bioclast (gravel) sandstone; e-carbonaceous stripe tuff; f-tuffaceous secondary quartzite; g,h-casting porosity fabric (plane-polarized light); i-intragranular pore fabric (re flected light); Py-pyrite
凝灰岩(图4e)、凝灰质次生石英岩(图4f):主要为Sbt构造蚀变体中的Ⅳ号矿体容矿岩石,岩石呈深灰色、灰黑色、灰色、灰白色及褐铁矿化后的褐色等。该类岩石常分布于Sbt的顶部及中部,岩石普遍遭受碳酸盐化、粘土化,当硅化及黄铁矿化强烈时含矿性较好,局部见褐铁矿化。一般黄铁矿呈星点状分布、石英细脉呈0.1 cm~0.5 cm宽的深灰色、灰黑色含碳质凝灰岩含金性较好(图4e),其岩石表面普遍出现褐铁矿化(为黄铁矿氧化而成,仍见星点状黄铁矿),其间可见黑色炭质条带。
含凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩(图4d):含金凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩目前仅发现于F1断层下盘龙潭组第一段(P3l1)地层中,为Ⅰ号矿体容矿岩石。岩石以灰色、灰绿色为主,常含炭质条带。从下往上,砾石含量逐渐减少,粘土质含量增加。砾石呈圆状、次圆状,局部呈次棱角状,磨圆度好,成熟度高,砾径0.2~3 cm,胶结物为粘土质、黄铁矿、方解石、石英。围岩蚀变主要有粘土化、碳酸盐化,与成矿关系密切蚀变为黄铁矿化、硅化。
粉砂岩、粉砂质粘土岩、灰岩及粘土岩:为F1断层破碎带中的Ⅲ号矿体的次要容矿岩石,该类岩石含矿性较差。与矿化密切围岩蚀变为黄铁矿化、硅化。
泥堡金矿区容矿岩石含矿性由高到低依次为蚀变沉凝灰岩、凝灰岩、凝灰质次生石英岩、含凝灰质生物碎屑(含砾)砂岩、沉凝灰岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、灰岩。与金矿化关系密切的蚀变类型主要为黄铁矿化、硅化,其次为毒砂化。以Ⅲ号矿体为例,当F1通过P3l2蚀变沉凝灰岩层时,见矿效果最好;当F1切穿其他地层时,见矿情况则较差。从矿体的空间形态、容矿岩石特征可知,泥堡金矿床的形成严格受控于构造、地层及岩性,原生矿各矿体、容矿岩石及围岩蚀变特征见表1。
2.3 岩矿石组构特征
(1) 矿石构造
泥堡金矿床矿石结构、构造类型主要有浸染状、脉(网脉)状、角砾状、条带状和块状构造。浸染状构造:主要是载金黄铁矿呈浸染状分布(图4b),如黄铁矿沿岩屑呈环带浸染状分布(图4i)。脉(网脉)状构造:主要是石英沿节理裂隙形成网状、脉状(图4c,e,f),次为方解石、黄铁矿沿裂隙充填。角砾状构造:在构造应力作用下,岩(矿)石破碎形成角砾被方解石、石英、粘土等矿物胶结。条带(纹)状构造:黄铁矿密集呈条带(纹)状分布或由浅色和暗色矿物相间组成(图4e)。
其中,与金矿化关系密切的构造主要为浸染状构造、脉(网脉)状构造、角砾状构造,它们记录了热液活动多期成矿的特征。块状构造、条带状构造与金成矿关系不大。
(2) 矿石结构
通过对原生矿石的显微组构进行研究,发现区内主要有砂状、岩屑-凝灰碎屑结构、不等粒结构、交代结构、生物碎屑结构、球状和鲕状结构。其中,泥堡金矿床载金黄铁矿大多数充填或交代凝灰质岩屑、生物碎屑的微孔隙中,因此,本文重点对与黄铁矿有关的矿石显微组构进行论述。
泥堡金矿床与黄铁矿有关的矿石组构主要有3种类型,① 粒内孔隙组构:凝灰质岩屑的收缩孔隙、微孔隙气孔被细粒黄铁矿充填(图4i),黄铁矿沿着岩屑呈环带状生长;② 铸模孔隙组构:生物化石腔体溶蚀孔隙被细粒黄铁矿充填(图4g);③ 镶边、铸模式生物矿化构造:生物碎屑表面或整个生物体被黄铁矿化(图4h)。上述结构中,当有较多细粒黄铁矿分布时其含金性较好。
综上所述,泥堡金矿具典型的构造、地层、岩性控矿的“三控”特征。矿体的形成对赋矿岩石有很强的选择性,断裂及有利的容矿构造是矿体主要的就位场所,譬如区内呈北东向展布的二龙抢宝背斜。矿石组构特征、强烈的围岩蚀变及与金矿化关系密切的浸染状、脉(网脉)状、角砾状构造反应了后期热液作用叠加改造的特点。
3 矿床成矿规律
3.1 矿石特征及金赋存状态
泥堡金矿床主要金属矿物有黄铁矿和毒砂;非金属矿物有白云石、石英、方解石及粘土矿物,其中与金关系密切的是黄铁矿和毒砂,其次为粘土矿物和石英。硫化物(主要是含砷黄铁矿、次为毒砂)为金的最主要载体,金赋存于沿成岩期黄铁矿内核边缘生长或热液成因的含砷黄铁矿环带中,金矿化的强弱及金含量的高低,取决于热液期黄铁矿化(含砷黄铁矿)的强度。经物相分析发现,金大部分以硫化物(含砷黄铁矿为主,次为毒砂)包裹显微不可见金形式存在,脉石(石英、粘土矿物、碳酸盐岩)中也包裹了少量的金。以往研究成果表明,卡林型金矿原生矿石的载金矿物主要为含砷黄铁矿,其次为毒砂(Fleetetal., 1993, 1997; Simonetal., 1999a , b; Paleniketal., 2004; Reichetal., 2005)。对于黔西南金矿矿集区的主要金矿床,如烂泥沟、紫木凼、太平洞、水银洞、板其及丫他等金矿床,其主要载金矿物亦为含砷黄铁矿,次为毒砂(吴秀群, 1992; 苏文超等, 2006; 张弘弢等, 2008; 卢焕章等, 2013; 潘谋成等, 2013)。
表1 泥堡金矿床各原生金矿体、容矿岩石及围岩蚀变特征表
卢焕章等(2013)认为,滇黔桂“金三角”卡林型金矿载金矿物和赋存状态均无本质区别,金主要以“不可见金”形式赋存,并以化合结合态金(Au+1)进入含砷黄铁矿的富砷环带和毒砂中,金矿的形成具有相同的成矿作用,且黄铁矿和毒砂的粒度愈细,岩石金含量愈高。
3.2 金富集特征及控矿因素
前文已述,Ⅲ号矿体主要分布于9020~10700勘探线间,笔者对揭穿F1断层破碎带的14个钻孔278件样品(样品均采自F1断层破碎带)进行分析,发现破碎带中的岩性包括蚀变沉凝灰岩、凝灰岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩、灰岩及粘土岩,各岩石的含金性见表2。从表2可以看出,F1断层穿过P3l2,破碎带岩性以蚀变沉凝灰岩为主,当蚀变沉凝灰岩发生明显硅化、黄铁矿时其含金性往往较好(63件样品,金平均含量2.01×10-6),反之亦然(109件样品,金平均含量0.49×10-6),两者显示明显的线性关系。分析发现,区内岩石含金性由高到低依次为:蚀变沉凝灰岩、凝灰岩、粉砂岩、灰岩、粘土质粉砂岩、粘土岩,其中粘土岩、粘土质粉砂岩、灰岩、粉砂岩往往含矿较差。
通过对探矿钻孔分析,发现夹石段很少见脉状、网脉状细小石英脉和星散状、星点状黄铁矿,矿化蚀变弱。相反,含矿较好的蚀变沉凝灰岩段,常出现明显的蚀变,蚀变类型主要为硅化和黄铁矿化,金矿化与成矿期硅化、黄铁矿化密切相关,而方解石与金矿化无关。纵观泥堡金矿区Ⅲ号矿体产出特征,矿体严格受控于F1断层,破碎带较宽处,矿体厚度变大,破碎带变窄处,金矿体厚度也随之变小,两者亦具有明显的正相关性。金矿体形成同样受地层控制,F1断层切穿P3l2蚀变沉凝灰岩段时,金矿化较好。正因为Ⅲ号矿体具有受控于构造(F1断层)、地层(P3l2)、岩性(蚀变沉凝灰岩)的“三控”特征,因此矿体具有膨大收缩、分支复合现象。
综上所述,金主要富集在Ⅲ号矿体的蚀变沉凝灰岩中,硅化、黄铁矿化与金矿化密切关联,F1断层破碎带控制了Ⅲ号矿体的大小、产状和形态。
3.3 F1断层与各金矿体关系
对比受控于F1断层的断裂型金矿体(Ⅲ号矿体)、Sbt构造蚀变体中的层状矿体(Ⅳ号矿体)、产于龙潭组中的层状矿体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ号矿体)。不难发现,无论哪种类型的金矿体,均体现出对赋矿岩石的选择性,而且,蚀变愈强、岩石微细裂隙愈发育,金品位愈好,反之,岩石致密、微细裂隙稀疏,含金性则差。F1断层不但控制了Ⅲ号矿体、而且在其逆冲过程中,形成了平行于断层走向的牵引褶皱—二龙抢宝背斜及其次级小褶皱,它们控制了Ⅵ号矿体,矿体主要产于二龙抢宝背斜核部及其虚脱空间;同时,二龙抢宝背斜及F1断层均对Sbt有影响,控制了Sbt空间产出特征和规模。 产于F1断层下盘P3l2中的Ⅱ号矿体,规模极小,但仍具一定的规律性,一般远离F1断层则不见矿。而产于F1断层下盘P3l1中的Ⅰ号矿体,目前仅一个钻孔(NBDDH110A)见矿,说明该矿体不但规模极小,而且矿体的形成具特殊性,在F1断层上盘P3l1同一岩性段未见矿。另外,F1断层下盘缺失Sbt,其缺失的原因及其与金成矿的关系还不清楚,这是需要更深入研究的问题。
表2 Ⅲ号矿体各岩石含金性一览表
区内含金性好的岩石均含大量凝灰物质,说明泥堡金矿形成与晚二叠世大规模的火山喷发所带出的火山灰关系密切,峨眉地幔柱活动为区内金矿的形成提供了热能及动力来源。燕山运动形成了大量的断裂、褶皱,为金矿的形成提供了运移通道和容矿空间;普遍发育的粘土化、碳酸盐化及与金矿化关系密切的硅化、黄铁矿化、毒砂化,反映出强烈的热液活动,热液作用是金矿形成的重要因素之一。另外,矿石结构特征反映了热液叠加改造的特点。这些因素说明,泥堡金矿区Ⅲ号大型隐伏金矿体的形成机制可推测如下:燕山期喷发大量凝灰物质及热水(矿)物质,热液作用活化初始矿源层中的金;后期褶皱、断裂活动使赋存于其间的Au重新活化、迁移,并沿断裂、褶皱、裂隙及渗透率和孔隙度大的岩性段形成金矿化蚀变(陶平等,2007;孙军等,2012)。即Ⅲ号矿体的形成是F1断层不断活化、萃取矿源层中的金,并随以硫化物为主的成矿流体一起运移,在微裂隙发育的有利部位富集成矿。
4 讨论
泥堡矿区主要金矿体为赋存于F1断层破碎蚀变带及其影响带内的Ⅲ号矿体,它是泥堡金矿区目前乃至以后的重点勘探及研究对象。泥堡金矿区内正在实施地质勘查的区域仅是“冰山一角”,沿F1走向、倾向上空白地带范围仍较大,还具有较大的找矿空间。从区域成矿特征来看,黔西南微细粒浸染型金矿床(点),无论是产于台地上或盆地中,亦不论是以不纯碳酸盐岩为容矿岩层还是以细碎屑岩为容矿岩石,都与构造密切关联,这已得到了证实(韩至钧,1996)。通过对以往研究成果的归纳、分析,本文有以下发现和认识:(1)Ⅲ号矿体为受控于F1断层的大型隐伏金矿体;(2)泥堡金矿区重要赋矿岩石为蚀变沉凝灰岩;(3)区内容矿岩石普遍发育粘土化、碳酸盐化,与金矿化蚀变密切关联的是硅化、黄铁矿化和毒砂化;(4)F1断层是区内金矿体的主要控矿构造,是今后勘查和研究的主体对象。
本次研究认为,以往找矿过程中,对龙潭组的研究程度较低,因此对F1和Sbt控矿机制的研究应加强,尤其是对龙潭组相类似赋矿岩石—蚀变沉凝灰岩应予以重视并深入研究。初步预测在泥堡金矿区附近的车榔-泥堡-三道沟—潘家庄一线具有较良好的成矿地质条件及找矿远景。
5 结论
通过对泥堡金矿区矿体及容矿岩石特征、热液蚀变及矿石组构进行研究,并与以往研究成果进行对比分析,取得以下认识:
(1) 对F1断层控制的Ⅲ号大型隐伏金矿体以及赋存于龙潭组中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ号层状矿体进行研究,认为泥堡金矿容矿岩石以蚀变沉凝灰岩为主,与金矿化关系密切的蚀变类型主要为硅化、黄铁矿化,次为毒砂化。
(2) Ⅲ号矿体厚度和含金性与F1断层破碎带宽度和硅化、黄铁矿化呈明显的正相关性,且矿体具有典型的构造、地层、岩性控矿的“三控”特征。
(3) 泥堡金矿的形成与晚二叠世沉积火山凝灰质密切相关,F1断层活动及燕山期热水(液)叠加改造是Ⅲ号金矿体成矿的关键。
(4) F1断层及龙潭组二段(P3l2)蚀变沉凝灰岩是重要的控矿断裂和赋矿岩石,具有巨大的找矿潜力,应重点研究。
致谢 衷心感谢匿名审稿专家提出的宝贵意见,感谢编辑的热心帮助。野外调查过程中得到了贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队何彦南工程师、贵州亚太矿业有限公司胡国勇的大力支持和帮助,在此一并表示感谢。
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Geological Features of a Large Concealed Gold Orebody in the Nibao Gold Deposit,Southwestern Guizhou Province
ZHENG Lu-lin1,2, YANG Rui-dong1,LIU Jian-zhong3, GAO Jun-bo1, CHEN Jun1, LI Jun-hai3
(1.CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025;2.GuiZhouInstituteofGeophysicalandGeochemicalProspecing,Guiyang,Guizhou550018;3.GeologicalParty105,GuizhouBureauofGeologyandMineralExploration&Development,Guiyang,Guizhou550018)
The gold orebody No. III in the Nibao deposit of southwestern Guizhou Province is a recently discovered large concealed one controlled by faults, which marks a major prospecting breakthrough in the Nibao ore district. This orebody is controlled by the F1fault, and its ore-hosting rock is altered sedimentary tuff. The altered sedimentary tuff includes clayization and carbonization, and pyritization and silicification are closely associated with gold mineralization, followed by arsenopyrite. Analysis of geology characteristics of the gold deposit shows that the ore body III is obviously controlled by the structure (F1), formation (P3l2) and lithology (altered sedimentary tuff). Combined with analysis of host rock, mineral assemblage and ore-controlling factors, we infer that the formation of this gold deposit is closely related to the late Permian volcanic tuff, and the activity of F1and the hot water (liquid) in the Yanshanian period are key factors for the gold mineralization. The Shangchelang-Nibao-Sandaogou-Panjiazhuang area has a great potential for prospecting similar ore bodies (fault- controlled type), and the member two of the Longtan formation and altered sedimentary tuff are the important prospecting indicators.
large concealed gold ore body, Carlin-type gold deposit, geological feature, Nibao gold deposit, Southwestern Guizhou Province
2013-12-11;
2014-05-30;[责任编辑]郝情情。
国家科技支撑计划项目(2012BAB08B06)资助。
郑禄林(1983年-), 男, 2010年毕业于贵州大学, 获硕士学位, 在读博士生, 地质工程师. 从事矿床地质研究。E-mail: zhenglulin1983@126.com。
杨瑞东(1963年-), 男, 教授,博士生导师,主要从事沉积矿床教学及科研工作。E-mail: rdyang@gzu.edu.cn。
P618.51
A
0495-5331(2014)04-0689-12